• 제목/요약/키워드: High-performance Propellant

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Studies on Starting Transient in Solid Rockets

  • V.R. Sanal Kumar;Kim, Heuy-Dong
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.6-10
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    • 2003
  • Accurate description of starting transient history allows and justifies the use of small margin of safety for the engine parts, resulting in high motor mass ratio in addition to satisfying the control and guidance requirements of the vehicle. Studies have been carried out for the prediction and reduction of ignition peak and pressure-rise rate during the starting transient of solid rocket motors. Numerical studies have been carried out using a two dimensional Navier-Stokes solver. It has been inferred through the parametric studies that, in the case of solid rocket motors with uniform port, high ignition peak is observed at high spread rate and low pressure-rise rate. In the case of the port with sudden expansion configuration, high ignition peak is observed at relatively high average spread rate and high-pressure rise rate. These studies are expected to aid the designer in reducing the ignition peak by altering the propellant properties or igniter characteristics without sacrificing the motor performance.

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추력 30톤급 액체로켓엔진의 에너지 밸런스 해석 (Energy Balance Analysis of 30 t Thrust Level Liquid Rocket Engine)

  • 조원국;박순영;김철웅
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권5호
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    • pp.563-569
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    • 2012
  • 추력 30톤급 액체로켓엔진에 대한 에너지 밸런스 해석을 수행하였다. 추력-연소압 관계, 추력-추진 제유량 관계 및 연소압-연료펌프상승 관계를 문헌에 공개된 실존 로켓엔진에 대한 데이터베이스와 비교하였다. 참고문헌의 분류에 따른 구형 설계보다 연소압이 높으며 이는 고성능 지향적이라는 의미를 가진다. 추력-추진제유량 비율은 기존엔진과 유사한 수준이었으며 이는 통상 수준의 비추력 성능을 의미한다. 연소압을 감안한 연료펌프의 압력상승은 높은 수준이며 이는 본 연구의 고려 대상인 엔진이 지상시험용으로서 차압설정이 최적화되지 않았기 때문이다.

추진제 응용을 위한 아산화질소의 촉매 분해 특성 연구 (Study on the Characteristics of Nitrous Oxide Catalytic Decomposition for Propellant Applications)

  • 김태규;용승주;박대일
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.369-375
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    • 2010
  • 추진제로써 아산화질소를 활용하기 위해 아산화질소의 촉매 분해 특성에 대한 연구를 수행하였다. 아산화질소 분해 반응을 위한 고성능 촉매를 선정하기 위해 Pt, Ir, Ru 촉매를 합성하였다. 촉매 합성을 위해 각각의 촉매 전구체를 함침법을 이용하여 $Al_2O_3$ 지지체에 담지하였다. 제조된 촉매는 관형 반응기를 사용하여 공간속도와 반응온도에 따른 $N_2O$ 전환율을 가스 분석을 통해 측정하였다. 또한 촉매 내구성을 판단하기 위해 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 반응한 후 촉매 유실량을 측정하였다. $N_2O$ 전환율은 공간속도가 낮을수록 반응온도가 높을수록 높았고, Ru/$Al_2O_3$ 촉매가 낮은 온도에서 가장 높은 $N_2O$ 전환율을 보였고 내구성도 가장 우수하였다.

명중률 향상을 위한 이중추력형 비행모터 개발에 대한 연구 (A Study on Development of the Dual-thrust Flight Motor for Enhancing the Hit Probability)

  • 김한준;김은미;김남식;이원복;양영준
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.74-80
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    • 2014
  • 본 논문은 무유도 로켓탄의 명중률을 향상시키기 위해 개발한 이중추력형 비행모터에 관하여 기술하였다. 고연소속도 특성을 지닌 더블베이스 추진제의 형상 조절을 통해 이중추력형 비행모터를 설계하였으며, 실제 지상연소시험을 통해 이중추력 성능을 확인하였다. 연소시험 결과 서스테이닝 단계와 부스팅 단계의 추력비는 약 1:7.6으로 정상적인 이중추력 특성을 보였으며, 압력강하에 의한 추진제 소화현상은 나타나지 않았다.

스월 동축형 분사기의 리세스 길이에 따른 혼합특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Mixing Characteristics for Recess Length of Swirl Coaxial Injector)

  • 김영준;홍문근;이수용;손채훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.74-77
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    • 2011
  • 고성능 다단연소방식 액체 로켓엔진에 사용되는 기체 중심 스월 동축형 분사기의 리세스 길이 변화에 따른 혼합특성을 수치해석을 통해 연구를 수행하였다. 실제 추진제의 상(phase)은 기체(산화제)-액체(연료)형이지만, 모사조건을 통해 기체-기체로 고려하였다. 추진제의 확산각도를 측정하기 위해 분사기 출구에서의 속도 분포 및 추진제의 분무형상을 분석하였다. 리세스 길이가 증가함에 따라 축방향 속도는 증가하는 반면, 탄젠셜 방향 속도는 감소하였다. 이 결과 확산각도가 감소하는 정성적인 특징을 확인하였다.

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ADN 단일 추진제 기반 1N 급 추력기 시스템 개발 (Development of 1-N class Thruster System based on ADN Monopropellant)

  • 김진철;최우주;조영민;전종기;김태규
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.406-408
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    • 2017
  • Ammonium dinitramide (ADN) 저독성 단일 추진제 기반의 1N 급 추력기 및 시험장치 개발을 수행하였다. ADN은 기존에 인공위성용 추력기에 사용되고 있는 하이드라진 대비 취급이 용이하고 밀도, 비추력과 같은 물리적 특성이 우수한 물질이다. 이러한 특성으로 인해 ADN은 친환경 추진제로 주목받고 있다. 본 논문에서는 ADN 단일 추진제의 성능시험을 위한 1 N급 추력기 및 측정설비를 설계하였다. 설계 및 실험을 위한 추진제의 조성은 Methanol:$H_2O$:ADN 각각을 11.2:25.4:63.4로 설정하여 진행하였다.

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Characteristic Study of Micro-Nozzle Performance and Thermal Transpiration Based Self Pumping in Vacuum Conditions

  • Jung, Sung-Chul;Huh, Hwan-Il
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.866-870
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    • 2008
  • In this study, we designed cold gas propulsion system with minimum 0.25 mm nozzle and micro-thrust measurement system to analyze flow characteristic of micro propulsion system in ambient and vacuum condition. Argon and Nitrogen are used for propellant and the result of experiments is compared with CFD analysis and theory. But there is a point where reduced scale versions of conventional propulsion systems will no longer be practical. Therefore, a fundamentally different approach to propulsion systems was taken. That is thermal transpiration based micro propulsion system. It has no moving parts such as lubricants, pressurizing system and can pump the gaseous propellant by temperature gradient only(cold to hot). We are advancing basic research of propulsion system based on thermal transpiration in vacuum conditions and had tried experiment process and theoretical access in advance. To characterize membrane of Knudsen pump, we select Polyimide material that has low thermal conductivity(0.29 W/mK) and can stand high temperature($300^{\circ}C$) for long time. And we fabricated hole diameter 1, 0.5, 0.2, 0.1 mm using precision manufacturing. Experimental results show that pressure gradient efficiency of Knudsen pump is increased to maximum 82% according to Knudsen number and thick membranes are more effective than thin membranes in transition flow regime.

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고속 주행을 위한 수중용 로켓추진기관 개발 (Development of Underwater Rocket Propulsion System for High-speed Cruises)

  • 권민찬;유영준;허준영;황희성
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.112-118
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    • 2019
  • 수중운용 체계를 위한 로켓추진기관 개발에 대해 기술하였다. 추력조절이 가능한 LP(Liquid Propellant rocket)형 추진기관 및 HR(Hybrid Rocket)형 추진기관을 선정하여 시스템으로의 적용 가능성을 확인하였다. 축소형 액체로켓연소기 및 이동형 시험대를 개발하여 적용 가능성을 검토하였으며, 수상체계 적용을 위한 추력 1.5톤급 및 추력 1.8톤급 하이브리드 로켓 추진기관을 개발하였다. 시험결과 1.8-톤급 하이브리드 로켓이 수상운용을 위한 추진기관 요구 성능 및 수중 주행 안정성 목표를 성공적으로 달성하였다.

Numerical Study on Propulsion Performance Enhancement of Superdetonative mode Ram Accelerator by using strong mixture

  • Sung, Kun-Min;Jeung, In-Seuck
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.519-524
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    • 2008
  • A numerical study is conducted to investigate propulsion performance enhancement based on S225 experiment case of ISL(French-German Research Institute of Saint-Louis)'s superdetonative ram accelerator. For govern equation, multi-species Navier-Stokes equation coupled with Baldwin-Lomax turbulence modeling is used. Govern equation is discretized by Roe's FDS and integrated by LU-SGS time integration. Detailed chemical reaction about $H_2/O_2/CO_2$ for high pressure is considered. $2H_2+O_2+2.5CO_2$ mixture was used for propellant gas. For the same over-driven factor, the launching speed of computation was faster than one of S225. Another configuration and condition of S225 was applied. A flame structure is very different from S225. For strong mixture case, it shows ignition by viscous effect. Acceleration and speed increment is higher than S225 computation and experiment. By using more strong mixture, propulsion performance was enhanced.

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고압 축소형 연소기의 연소 성능 특성에 관한 연구 (Combustion Performance Characteristics of a High Pressure Sub-scale Liquid Rocket Combustor)

  • 김종규;이광진;서성현;한영민;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.31-36
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    • 2007
  • 연소 압력이 70 bar인 고압 축소형 연소기의 연소성능 특성을 알아보았다. 모든 연소시험은 하드웨어의 손상 없이 성공적으로 이루어졌다. 분사기의 혼합특성과 분사기 배열이 연소성능에 큰 영향을 미치는 요소임을 파악하였다. 연소기의 특성속도는 외부 혼합보다 내부 혼합 분사기에서 더 크게 나타났으며 단위분사기당 추진제의 유량이 감소함에 따라 특성속도도 증가하였다. 추진제 매니폴드 및 연소실에서 측정된 압력 섭동은 평균 연소압력의 3% 이하로 연소안정성 기준치 보다 낮은 값을 보여 안정적인 연소기임을 보였다.